SCTD, 05/09/2022
Pesquisadores projetaram um sistema para criar baratas ciborgues controladas remotamente, equipado com um pequeno módulo de controle sem fio que é alimentado por uma bateria recarregável conectada a uma célula solar. Apesar dos dispositivos mecânicos, a eletrônica ultrafina e os materiais flexíveis permitem que os insetos se movam livremente. Essas conquistas ajudarão a tornar o uso de insetos ciborgues uma realidade prática. Uma equipe internacional liderada por pesquisadores do RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) relatou os resultados hoje (5 de setembro de 2022) na revista científica npj Flexible Electronics.
Os cientistas têm tentado projetar insetos ciborgues – parte inseto, parte máquina – para ajudar a inspecionar áreas perigosas e monitorar o meio ambiente. Para que o uso de insetos ciborgues seja prático, no entanto, os manipuladores devem ser capazes de controlá-los remotamente por longos períodos de tempo. Isso envolve o controle sem fio de seus segmentos de perna, alimentado por uma pequena bateria recarregável.
Manter a bateria carregada adequadamente é fundamental - ninguém quer um enxame de baratas ciborgues repentinamente fora de controle. Embora possam ser construídas estações de ancoragem para recarregar a bateria, a necessidade de retornar e recarregar pode atrapalhar missões sensíveis ao tempo. Portanto, uma abordagem ideal é incluir uma célula solar integrada que possa garantir continuamente que a bateria permaneça carregada.
Claro, tudo isso é mais fácil dizer do que fazer. Para integrar com sucesso esses dispositivos em uma barata com área de superfície limitada, foi exigido da equipe de engenharia que desenvolvesse uma mochila especial e módulos de células solares orgânicas ultrafinas. Eles também precisavam de um sistema de adesão que mantivesse o maquinário preso por longos períodos de tempo e ainda permitisse movimentos naturais.
Liderada por Kenjiro Fukuda, RIKEN CPR, a equipe de pesquisa experimentou baratas de Madagascar, que têm aproximadamente 6 cm (2,4 polegadas) de comprimento. Eles prenderam o módulo de controle sem fio atrelado a perna e a bateria de polímero de lítio ao topo do inseto no tórax usando uma mochila especialmente projetada. Isso foi modelado a partir do corpo de uma barata modelo e impresso em 3D com um polímero elástico. O resultado foi uma mochila que se adaptou perfeitamente à superfície curva da barata, permitindo que o dispositivo eletrônico rígido fosse montado de forma estável no tórax por mais de um mês.
O módulo de célula solar orgânica ultrafina de 0,004 mm de espessura foi montado na parte de trás do abdômen. “O módulo de célula solar orgânica ultrafina montada no corpo atinge uma potência de 17,2 mW, que é mais de 50 vezes maior do que a potência dos atuais dispositivos de coleta de energia de última geração em insetos vivos”, de acordo com Fukuda.
A célula solar orgânica ultrafina e flexível, e a forma como foi fixada ao inseto, mostrou-se necessária para garantir a liberdade de movimento. Depois de examinar cuidadosamente os movimentos naturais da barata, os cientistas perceberam que o abdômen muda de forma e partes do exoesqueleto se sobrepõem. Para acomodar isso, eles intercalaram seções adesivas e não adesivas nos filmes, o que permitiu que eles se dobrassem, mas também permanecessem presos. Quando os filmes de células solares mais espessos foram testados, ou quando os filmes foram uniformemente fixados, as baratas levaram o dobro do tempo para percorrer a mesma distância. Eles também tinham dificuldade em se endireitar quando estavam de costas.
Uma vez que esses componentes foram integrados às baratas, juntamente com fios que estimulam os segmentos das pernas, os novos ciborgues foram testados. A bateria foi carregada com pseudo-sol por 30 minutos, e os animais foram reprogramados para virar à esquerda e à direita usando o controle remoto sem fio.
“Considerando a deformação do tórax e do abdômen durante a locomoção básica, um sistema eletrônico híbrido de elementos rígidos e flexíveis no tórax e dispositivos ultramacios no abdômen parece ser um projeto eficaz para baratas ciborgues”, diz Fukuda. “Além disso, como a deformação abdominal não é exclusiva das baratas, nossa estratégia pode ser adaptada a outros insetos como besouros, ou talvez até insetos voadores como cigarras no futuro.”
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Fonte:https://scitechdaily.com/japanese-scientists-create-remote-controlled-cyborg-cockroaches/
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